DE3312090C2 - Elastisches Gelenk - Google Patents

Abstract

Das elastische Gelenk weist eine Zwischenhülse aus einem elastischen Werkstoff auf, die zwischen dem Gehäuse und dem Innenteil festhaftend eingespannt ist und die in einem Bereich beiderseits einer Mittelebene des Innenteils, die durch die Hauptbelastungsrichtung gelegt ist, in Schnitten parallel zu dieser Mittelebene mit gleichbleibenden Materialdicken ausgeführt ist.

Description

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Die Erfindung betrifft ein elastisches Gelenk mit einem in einem Gelenkgehäuse gelagerten Gelenkzapfen, wobei zwischen G ^häuse und Zapfen eine Zwischenhülse aus elastischem Werkstoff festhaftend eingespannt ist und wobei die H&uptbelastungsrichiung des Gelenks in einer Richtung quer zur Zapfenachse erfolgt.

Insbesondere betrifft die Erfindung elastische Gelenke mit diesen Ausbildungsmerkmalen für relativ hohe Belastungen, wie sie in Achsaufhängungen von Kraftfahrzeugen, vor allem in Lastkraftwagen, auftreten. Elastische Gelenke, bei denen Gelenkbewegungen durch Werkstoffverformungen der Zwischenhülse aufgenommen werden, sind als Kugelgelenke aus der DE-PS 28 31 470 und als Zapfengelenke aus der US-PS 31 47 964 bekannt. Gemeinsam ist diesen bekannten Ausbildungen, daß die innere Kontur des Gehäuses und die äußere Kontur des Innenteils in Schnitten parallel zur Hauptbelastungsrichtung und durch die Längsachse des Innenteils kreisförmig ist, so daß sich für die zwischen diesen beiden Bauteilen eingespannte Zwischenhülse kreisringförmige Querschnitte ergeben, da der Abstand zwischen den genannten Konturen konstant ist. Dadurch ergeben sich in der Hauptbelastungsrichtung unterschiedliche Materialhöhen der Zwischenhülse, so daß partiell sehr unterschiedliche Flächenpressungen entstehen. Bei bekannten Ausbildungen nimmt die Materialhöhe jeweils parallel zur Belastungsrichtung vom unteren Scheitel der Krümmung nach beiden Seiten hin zu, so daß am unteren Scheitel Spitzenbelastungen entstehen, die nach den Seiten hin abnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Änderungen des Querschnitts der Zwischenhülse eine gleichmäßigere Lastverteilung im Material der Zwischenhülse und da-, mit eine gleichmäßigere Flächenpressung zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Gehäuse und Zapfen eine Zwischenhülse aus elastischem Werkstoff festhaftend eingespannt ist, wobei die Hauptbelastungsrichtung des Gelenks in einer Richtung quer zur Zapfenachse erfolgt. Konstruktiv wird dieser Lösungsgedanke bei im wesentlichen rundem Gehäuseinnenraum in der Weise realisiert daß die Innenfläche des Gelenkgehäuses und die Außenfläche des Gelenkzapfens in dem Bereich beiderseits der Axialebene den gleichen Krümmungsradius, jedoch mit in Belastungsrichtung versetzten Mittelpunkten, aufweist Bei anderen Querschnitten des Gehäuseinnenraums ist darauf zu achten, daß der Außenmantel des Innenteils zu der Innenfläche des Gehäuses in dem tragenden Bereich beiderseits der Mijttelebene durch die Bela^tungsrichtung äquidistant verläuft Die Anwendung der Erfindung ist mit gleichem Vorteil sowohl bei Gelenken mit einem im wesentlichen zylindrischen Gelenkzapfen oder einem Kugelzapfen als Innenteil sowie bei anderen Konturen des Innenteils anwendbar. Die Herstellung der Zwischenhülse erfolgt wie bisher aus Gummi oder aus Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften. Die Zwischenhülse kann an den Berührungsflächen mit dem Gehäuse und mit dem Innenteil ganz oder teilwe'se festhaftend verbunden sein.

Bei der Ausbildung nach der Erfindung wird erreicht daß die Höhen des elastischen Werkstoffes der Zwischenhülse, jeweils parallel zu der Mittelebene durch die Belastungsrichtung gemessen, gleich hoch sind. Dies führt zu einer gleichmäßigen Flächenpressung und damit zu höheren Standzeiten, d. h. längerer Lebensdauer des Gelenkes.

Auf der Zeichnung <->t die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

Fig. 1 eine Grafik der Belastung eines Gelenks herkömmlicher Ausführung,

F i g. 2 eine Grafik der Belastung eines Gelenks nach der Erfindung,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Gelenks nach der Erfindung und

F i g. 4 einen Schnitt eines Gelenks nach F i g. 3 in der Mittelebene durch die Achse des Innenteils und in der Belastungsrichtung.

Die Grafik in der F i g. 1 zeigt die Belastung der Zwischenhülse in einem Ringraum zwischen dem äußeren Gehäuse und dem Innenteil. Dieser entsteht durch unterschiedliche Durchmesser D und d mit gleichem Mittelpunkt, so daß die Materialhöhen parallel zu einer Mittelebene senkrecht zur Zeichenebene in Richtung der Belastung F von dieser Ebene nach beiden Seiten hin zunehmen. Die geringste Materialhöhe X1 ergibt sich dabei in der eben erwähnten Ebene. Dadurch ergibt sich eine Lastverteilung, wie sie im oberen Teil der Fig. 1 dargestellt ist, so daß eine Spitzenbelastung im Scheitel der Bauteilkrümmung im Bereich der Ebene in der Belastungsrichtung entsteht und das Gelenk an dieser Stelle der höchsten Belastung ausgesetzt ist.

In der Grafik der F i g. 2 ist dargestellt, daß die Materialhöhen X 2 der Zwischenhülse zwischen dem äußeren Gehäuse und dem Innenteil in dem tragenden Bereich etwa gleichbleibend ausgeführt sind. Bei kreisrunden Konturen des Gehäuses und des Innenteils wird dies in einfacher Weise dadurch erreicht, daß sowohl die Innenkontur des Gehäuses als auch die Außenkontur des Innenteils mit gleichem Krümmungsradius R jedoch mit um a versetzten Mittelpunkten ausgeführt sind. Das führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Flächenipressuhg aus derBelästung F.iso daß sich in dem Material der Zwischenhülse eine gleichmäßige Flächenpressung ergibt, wie es in dem oberen Teil der F i g. 2 dargestellt ist.

Die F i g. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Gelenkes mit Merkmalen nach der Erfindung. Zwischen dem Gehäuse 3, welches beispielsweise als Gelenkauge

ausgebildet ist und dem Innenteil 1 ist die Zwischenhülse 2 aus Gummi oder Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften angeordnet. Die Zwischenhülse 2 kann sowohl mit der Innenfläche des Gehäuses 3 als auch mit dem Außenmantel des Innenteils 1 festhaftend verbunden sein. Möglich ist auch die Montage der Zwischenhülse 2 mit radialer Vorspannung und ggf. auch mit axialer Vorspannung, wobei Endstücke in Richtung der Längsachse des Innenteils gegeneinander gespannt werden können. Beiderseits einer Mittelebene durch die Längsachse des Innenteils 1 und durch die Belastungsrichtung Fsind die Innenfläche des Gehäuses 3 und die Außenfläche des Innenteils 1 beiderseits dieser Ebene in einem gewissen Bereich äquidistant ausgeführt Bei runden Querschnittsformen kann dies in einfacher Weise durch gleiche Krümmungsradien erreicht werden, deren Mittelpunkte jedoch in Richtung der erwähnten Ebene versetzt angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elastisches Gelenk mit einem in einem Gelenkgehäuse gelagerten Gelenkzapfen, wobei zwischen Gehäuse und Zapfen eine Zwischenhülse aus elastischem Werkstoff festhaftend eingespannt ist und wobei die Hauptbelastungsrichtung des Gelenks in einer Richtung quer zur Zapfenachse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (2) über ihre axiale Länge und beiderseits einer in der Belastungsrichtung durch den Gelenkzapfen (1) gelegten Axialebene in einem großen, sich über den Umfang des Gelenkzapfens erstreckenden Bereich annähernd die gleiche, in der Hauptbelastungsrichtung (F) gemessene Materialhöhe zwischen dem Gelenkgehäuse (3) und dem Gelenkzapfen (1) aufweist

2. Elastisches Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Gelenkgehäuses (3) und" die Außenfläche des Gelenkzapfens (1) in dem Bereich beiderseits der Axialebene den gleichen Krümmungsradius (R), jedoch mit in Belastungsrichtung versetzten Mittelpunkten aufweisen.

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